光纤电缆隧道综合监测系统

详细说明

1.1 光纤电缆隧道综合监测系统

概述：

电缆隧道为敷设和运行在其中的电力电缆提供了一个良好运行环境。就电力电缆运行条件 而言，运行于隧道环境中的电力电缆通过敷设方式的优化、环境因素的改善和控制将直接影响 到电缆实际载流量和运行寿命的提高；就电力电缆本体而言，隧道的建立使得实现对电力电缆 的绝缘状况、电缆的运行温度特别是电缆接头的温度变化等关系到电缆运行安全的实时运行状 态监视成为可能；同时采用先进的光纤振动传感技术，还可以对盗取电缆的行为进行实时监控报警；就隧道环境而言，对隧道进行环境的若干有害气体的监控及消防报警，在电缆事故和异常灾害发生时，可以及时通过隧道内各类辅助设施和预警及应急手段以有效控制事件影响范围，确保电网安全稳定、保证人身 安全、减少经济损失。上述所有影响电力电缆正常运行的因素和保证电缆状态的措施就是电缆 隧道运行和环境监控的基本内容。

发展到今天，各类测温消防报警系统、消防与通风设备的联动系统以及通信系统等以火灾 预警和消防控制为主要目的各类功能性装置已在电缆隧道中得以普及并开始尝试各功能装置 间的协调和简单集成，这些装置的应用，在一定程度上保证了电缆隧道的安全运行。

目前无论国内还是国外，电缆隧道的监控基本上仍处于初级阶段。不同隧道根据自身的需 要和不同侧重点配置一种或多种监视或控制装置，每种装置各自独立完成其特定单一的监控功 能，相互间缺乏必要的联系和有效的协调，无法实现真正的信息共享，不具备综合监控的能力， 监控手段单一、效果不理想，未建立起真正意义上的综合性电缆隧道计算机综合监控系统。 合济科技针对以上情况设计了一种电缆隧道综合监控的方案，我们称之为 HJ-ML 系统解决电缆隧道各种环境及温度监控问题。

主要功能：

电缆隧道监控系统是整个电缆隧道运行管理的指挥、调度中心，其主要功能将涉及对隧道 内运行的电力电缆本体的实时状态监测、隧道环境和辅助设施工作状态的监视以及特殊事件的 预警及应急处理等三个层次。首先系统应能完成对隧道内电缆实际运行状态的信息的采集，在 此基础上通过综合计算和深入分析以实现对电力电缆这一隧道内主要电气运行设备实际工况 和环境的实时监测和掌控，确保电缆的安全和性能的可靠，使之正常高效运行并满足电网要求；其次，系统通过对隧道内环境信息和一系列辅助设备系统工作运行状态的监视以控制和提高整个隧道系统运行环境的可靠性和相应控制与调整的有效性；再次，能对灾害、电缆损伤、电缆盗取及电网事故等事件进行尽量准确的预警，并在事件发生时能通过人性化的人机交互和必要的预案和智能手段及时有效地控制和处理将事件影响范围限制在最小范围内，保证电网安全稳定和人身安全。

电缆隧道监控系统对电缆及隧道监控的实现，并不是简单地对应各类功能需求设置相关的 辅助设备并分别完成相应的监视和控制功能，而应在构建完善的计算机综合监控系统的前提下 以网络化、集成化和数字化的方式将隧道内所有相互独立的辅助设备纳入一个系统范围内，进 行有机的集成，在信息充分共享的基础上实现高度智能和系统的联动，使之形成一个综合性的 监控系统。

根据现有电缆隧道运行经验并结合电网不断发展对电缆隧道运行的要求，电缆隧道监控系 统具体应具备下列监控功能：

1、对电力电缆运行状况的实时监测

2、对电缆隧道运行环境温度、气体等的实时监测

3、对隧道内火灾的预警和消防设备的控制

4、通过监测电缆护层电流来监测电缆的护套绝缘状态

5、对盗取电缆行为的实时监测报警

6、智能化的综合处理能力和人性化的人机界面（事件报警、定位、信息的多媒体显示、 应急预案等）

上述具体监控功能中，对电力电缆运行状况的实时监测是现行电缆及隧道运行管理的薄弱点，应作为电缆隧道监控主要突破方向；对电缆隧道运行环境和辅助设施状态的监视应向信息 采集整体化、场景显示多维化发展，以完全替代传统的人工巡视方式；对隧道内火灾报警、消 防联动设备的控制，则要求在现行隧道火灾报警系统上重点发展多信息综合处理、预警技术和 辅助设备系统智能联动功能；人性化的人机交互和必要的智能控制决策手段（包括事件报警及定位、信息的多媒体显示、高级应用软件等）是提高电缆运行管理效率，减轻运行管理人员的 劳动强度的有效手段。

由杭州合济科技有限公司研发的隧道综合环境监测系统HJ-SF100，包括隧道电缆温度监测子系统、电缆防盗取监测子系统、电缆护层电流监测子系统、隧道环境监测子系统、视频监控子系统、门禁监测子系统等六个系统。

本系统主要建设对隧道内的综合环境监测与控制，主要实现以下几个方面：

（１）通过在隧道内安装温湿度传感器、感温光缆、各种气体传感器以及摄像头来对环境进行监测，主要包括对有害气体、能见度、温度、明火、含氧量等进行实时监测； 

（２）对前端监测的数据进行分析，当发现有异常时，自动给出报警提示，当发现隧道内有害气体超标时，自动启动和控制通风系统进行及时换气；

（３）通过建立监控中心，及时地掌握各个隧道内的环境情况及各控制设施的运行状态。集中化管理道路报警信息，实现对报警的统计和分析，实现环境异常与其它控制的设施的联动控制。 

HJ-ML 系统使用先进的载流量监控系统，该系统在对电缆缆表温度监测的基础上，进一 步对载流量进行监控。HJ-ML是一套基于动态载流量模型（DCR）和分布式光纤测温技术（DTS）的电缆安全在线监控系统。该系统可以监测长距离电缆表面的温度，且根据动态载流量模型推算出实时导体温度，对电缆进行负荷计算，系统可设置高温预警、高高温报警、温度 异常报警等诸多功能，系统通过监测电缆护层电流来监测电缆的护套绝缘状态。为电缆的安全监控和负荷管理提供了有力的手段，有效地提高了电缆的输电能力和资产利用率。

HJFVS-SK采用分布式光纤振动传感技术，可实时监测电缆及周边环境的振动信息，对盗取电缆及非法开挖行为进行定位和报警。

系统还整合了隧道环境监控子系统，包括：气体传感器、超声波水位计、湿度传感器、井盖开启传感器及环境监控的报警主机，对隧道环境提供实时监测。

隧道综合监控系统还可以纳入视频监控子系统、门禁子系统和光纤水位报警子系统，对电缆隧道进行全方位的安全监测解决方案。